Нейроактивні амінокислоти у генезі судомної активності головного мозку

Роль медіаторних амінокислот (глутамінової і аспарагінової кислот, гліцину, таурину), циклічних нуклеотидів у розвитку судомної активності. Пороги виникнення судомної реакції у лімбічних структурах мозку щурів з різними рівнями аудіогенної збудливості.

Рубрика Биология и естествознание
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 12.02.2014
Размер файла 26,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. В.Н. КАРАЗІНА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

НЕЙРОАКТИВНІ АМІНОКИСЛОТИ У ГЕНЕЗІ

СУДОМНОЇ АКТИВНОСТІ ГОЛОВНОГО МОЗКУ

03.00.04 - біохімія

ЯКИМЕНКО ТЕТЯНА ІГОРІВНА

Харків - 2000

Анотація

Якименко Т.І. Нейроактивні амінокислоти у генезі судомної активності головного мозку. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04. - біохімія, Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2000.

Дисертацію присвячено виявленню ролі медіаторних амінокислот (глутамінової та аспарагінової кислот, гліцину та таурину), циклічних нуклеотидів (цАМФ, цГМФ) у розвитку судомної активності, вивченню їх вмісту та порогів виникнення судомної реакції у лімбічних структурах головного мозку щурів з низьким та високим рівнем аудіогенної збудливості.

Аналіз одержаних даних свідчить про наявність взаємозв'язку між особливостями співвідношення збудливих та гальмівних амінокислот та порогом виникнення судомної активності структур головного мозку високозбудливих щурів. Встановлено взаємозв'язок між концентрацією глутамінової кислоти і цГМФ, гліцину і цАМФ. Це може свідчити про те, що гліцин опосереднює свою дію через активацію цАМФ, а збуджуючі амінокислоти - через цГМФ. Зроблено висновок, що підвищений вміст збудливих амінокислот та недостатній - гальмівних, є однією із патологічних ланок формування судомної готовності головного мозку.

Ключові слова: аудіогенна збудливість, судомна активність, головний мозок, медіаторні амінокислоти, циклічні нуклеотиди.

Аннотация

Якименко Т.Н. Нейроактивные аминокислоты в генезе судорожной активности головного мозга. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04. - биохимия, Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, 2000.

Работа посвящена выяснению конкретных механизмов и общих закономерностей возникновения и развития судорожной активности, роли в ней медиаторных аминокислот и их соотношений с вторичными посредниками -циклическими нуклеотидами (цАМФ и цГМФ).

Состояние медиаторных процессов имеет принципиальное значение для нормального функционирования головного мозга. В этой связи представлялось важным выяснение участия медиаторных аминокислот в генезе судорожной активности, их отличия в количественном и качественном аспекте, их интимные взаимоотношения, сопряженность действия с "вторичными посредниками" -циклическими нуклеотидами, а также возможное их участие в формировании порога возникновения судорожной реакции структур головного мозга крыс с низким и высоким уровнем аудиогенной возбудимости.

В эксперименте на животных двух типов - с низкой и высокой степенью аудиогенной возбудимости изучено содержание возбуждающих (глутаминовая, аспарагиновая кислоты) и тормозных (глицин, таурин) аминокислот в 12 структурах головного мозга. Обнаружены отличия в их уровнях между структурами мозга, а также и между группами животных.

Показано, что отличия в содержании нейроактивных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости обуславливают особые качественные физиологически-метаболические уровни мозга с высокой и низкой степенью возбудимости. Эти уровни возбудимости тесно связаны с участием в их обеспечении вторичными посредниками.

Наличие одновременного дефицита тормозных аминокислот и повышенное содержание возбуждающей глутаминовой кислоты в большинстве изученных структур головного мозга высоковозбудимых животных, является одним из факторов формирования судорожной активности головного мозга.

В работе обнаружен повышенный уровень судорожной готовности во всех исследованных структурах лимбической системы (за исключением дорзального гиппокампа) в условиях исходно низкого содержания тормозных медиаторных аминокислот. Установлено, что пороги возникновения судорожных реакций у высоковоозбудимых крыс как в лимбических структурах, так и в структурах ствола головного мозга связаны с высоким уровнем содержания глутаминовой кислоты в этих образованиях. Некомпенсированное увеличение концентрации глутаминовой кислоты - один из факторов формирования повышенной возбудимости головного мозга.

Обнаружено дифференцированное содержание циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) в исследуемых структурах головного мозга крыс с низкой и высокой степенью аудиогенной возбудимости. Однонаправленность и значительная степень различия в содержании цГМФ в большинстве изученных структур головного мозга крыс обеих групп может свидетельствовать о непосредственном участии этого нуклеотида в генезе судорожной готовности.

Отмечены значительные различия в величине коэффициента цАМФ/цГМФ в основных норадреналин-, серотонинсодержащих структурах мозга -голубоватом пятне, черной субстанции и ядрах шва, оказывающих диффузные восходящие и нисходящие влияния.

При сравнительном анализе содержания циклических нуклеотидов и медиаторных аминокислот выявлена тенденция к однонаправленному изменению концентрации глутаминовой кислоты и цГМФ, а также глицина и цАМФ.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что мозг высоковозбудимых животных характеризуется повышенным содержанием глутаминовой кислоты и цГМФ, и пониженным - глицина, таурина и цАМФ. Постулируется положение, что глицин опосредует свое действие через активацию цАМФ, а глутаминовая кислота - через цГМФ.

Полученные данные могут свидетельствовать о том, что значительное снижение уровня циклических нуклеотидов у животных с более высоким уровнем возбудимости головного мозга может быть связано с интенсивным воздействием (изменением концентрации) медиаторов, в том числе изучаемых аминокислот, реализующих свои эффекты через систему цАМФ и цГМФ изменением конформации или повышением сродства рецептора, взаимодействующего с этими медиаторами.

Сделано заключение, что повышенное содержание возбуждающих аминокислот и недостаточное - тормозных, является одним из патологических звеньев формирования судорожной активности головного мозга.

Ключевые слова: аудиогенная возбудимость, судорожная активность, головной мозг, медиаторные аминокислоты, циклические нуклеотиды.

Summary

Yakymenko T I Neuroactive ammo acids in genesis of seizury susceptibility of brain - Manuscript thesis for a candidate's degree by speciality 03 00 04- biochemistry, Kharkov National University by V N Karazyn, Kharkov, 2000

The present research is dedicated to the establishment of role of neurotransmitter ammo acids ( glutamic and aspartic acids, glycine and taurine), cyclic nucleotides (cAMP.cGMP) in the development of seizury susceptibility and to the investigation of neurotransmitter ammo acid contents, cyclic nucleotides concentration and seizure thresholds in limbic brain structures of rats having low and high levels of audiogenic susceptibility

The analisys of obtained data tells about occurrence of interconnection between particularities of interrelation of exciting and inhibiting ammo acids and seizure threshold of brain regions of highly excitable rats

The interconnections between glutamic acid contents and cGMP concentration, glycine contents and cAMP concentration were found It can suggest that glycine mediates its action via cAMP activation, but exciting ammo acids - via cGMP It has concluded that increaced contents of exciting ammo acids and decreased one of inhibitings is one of pathologic links of seizury susceptibility formation of brain

Key worlds: androgenic excitability, seizure susceptibility, brain, neurotransmitter ammo acids, cyclic nucleotides

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Однією з важливих проблем медично-біологічних досліджень є проблема судомного стану. Її актуальність пояснюється тим, що в умовах, коли на організм впливають несприятливі соціально-економічні фактори, універсальною формою реагування являються судомні реакції, які багатьма дослідниками розглядаються як пристосувальні [Крейндлер А., 1961;

Іванов-Смоленський А.Г„ 1962; Синицкий В.Н., 1976; Ведяєв Ф.П., Воробйова Т.М., 1983; Сергієнко М.Г., 1983, Крьіжановский Г.Н., Шандра А.А., Годлевский Л.С., 1992; Меркулов В.С., 1995]. В ситуації довговпливаючих стресорних факторів ці судомні реакції переходять у судомні стани - хворобу. Тому дослідження механізмів судомної активності головного мозку; яка формується під дією багатьох функціональних, метаболічних та структурних особливостей організму, являється важливою проблемою сучасної нейробіології.

Згідно з класичними уявленнями, в основі складної функціональної організації ЦНС лежить тонка взаємодія між двома основними процесами нервової діяльності - збудженням та гальмуванням. Їх сумісна дія і визначає крайні прояви збудження. Як збудження, так і гальмування в ЦНС забезпечуються хімічними нейропередавачами (медіаторами), які здатні взаємодіяти з відповідними рецепторними утвореннями нейрональних мембран. Стан медіаторних процесів, постійна взаємодія між ними має принципове значення для нормального функціонування головного мозку [Сергиенко Н.Г., 1995; Богданова И.В., 1998; КагаЬап І., Gагкауепко V., 1998; Тараненко В.Д. с соавт, 1999; Шандра О. А, 1999].

Серед нейронередавачів важливе місце належить деяким амінокислотам, одні з яких умовно називають збуджуючими ( глутамінова, аспарагінова кислоти), інші - гальмівними ( гліцин, таурин) медіаторами центральної нервової системи.

Циклічні нуклеотиди ( цАМФ, цГМФ ) все більше уваги привертають до себе як другорядні посередники медіаторів при передачі сигналу на нейрони [Dubeau F.. et al., 1992; Novelly А., Li-Portino U., 1993]. Майже не зустрічається праць, присвячених вивченню взаємозв'язку циклічних нуклеотидів з медіаторними амінокислотами та їх участі у формуванні процесу судомної готовності головного мозку [Пономаренко В.В., Смирнов В.Г., Шарагина Л.М., 1991; Якименко Т.И., Мясоедов В.В., 1999].

Порушення медіаторних механізмів можуть призвести до змін рівноважною стану між збудженням та гальмуванням, внаслідок чого може виникнути неконтрольоване розповсюдження одного чи другого процесу, Такі порушення можуть виникнути при деяких нервово-психічних захворюваннях.

Значна кількість даних літератури, вказує на можливу роль порушень медіаторної функції амінокислот у прояві крайніх форм збудження, таких як судомні реакції та судомні стани, а також у походженні таких патологічних станів, як епілепсія [Поздсев К.В., 1983; Moshe, 1993; Копт, 1994; Шандра О.А., Вастьянов Р.С., 1998 ]. Існують теорії відносно причин формування осередку патологічного збудження, які зумовлені порушеннями медіаторних механізмів [Раевский К.С., Георгиев В.П., 1986]. Вони дозволяють допустити, що медіаторні амінокислоти та циклічні нуклеотиди, визначаючи поріг судомної активності різних структур головного мозку, можливо, мають певне значення для процесу формування осередку епілептогенної активності. Враховуючи все вищесказане, ми вважали за необхідне більш детально вивчити взаємозв'язок концентрації медіаторних амінокислот, їх другорядних посередників (циклічних пуклеотидів) з функціональним станом структур мозку, так званих епілептогенних", які мають низькі пороги виникнення судомної реакції при подразненні електричним струмом у щурів з низьким та високим рівнем аудіогенної збудливості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилася згідно з затвердженими МОЗ України держбюджет ними темами:

"Виявити роль лігандо-рецепторних взаємодій нейромедіаторів та нейромодуляторів у механізмі формування потенційної судомної готовності головного мозку" (№ 01950023464 державного реєстру) та "Нейрологічні аспекти епілепсії (діагностика, прогнозування, повторна профілактика, медикаментозна та немедикаментозна терапія)" (ОК.91.73).

Мета дослідження - виявлення ролі нейроактивних амінокислот та їх функціональної взаємодії в процесі формування судомної готовності головного мозку.

Завдання дослідження:

1. Визначити рівні вмісту гальмівних та збуджуючих амінокислот в структурах головного мозку щурів з низьким та високим рівнями аудіогенної збудливості.

2. Визначити рівні вмісту циклічних нуклеотидів в структурах головного мозку щурів з різним ступенем аудіогенної збудливості.

3. Провести кореляційний аналіз вмісту нейроактивних амінокислот в структурах головного мозку щурів з різними рівцями аудіогенної збудливості.

4. Дослідити пороги виникнення судомної активності лімбічних та структур стовбуру головного мозку щурів з різними рівнями аудіогенної збудливості.

5. Вияви їй особливості співвідношення порогів появи судомної активності та рівнів вмісту нсйроактивних амінокислот у відповідних структурах головного мозку щурів з різними ступенями аудіогенної збудливості.

6. Встановити можливі взаємозв'язки рівня вмісту нейроактивних амінокислот та циклічних нуклеотидів у структурах головного мозку щурів з низьким та високим ступенем аудіогенної збудливості.

7. Виявити можливий взаємозв'язок між концентрацією медіаторних амінокислот, циклічних нуклеотидів, порогами виникнення судомної активності під дією електричного струму в структурах головного мозку щурів, та рівнями аудіогенної збудливості.

Наукова новизна і теоретичне значення роботи. Вперше встановлено кількісні відміни у системі гальмівних та збуджуючих амінокислот, а саме, більший вміст збуджуючої глутамінової кислоти та менший - гальмівних гліцину і таурину в більшості вивчених структур головного мозку високозбудливих щурів.

Одержано результати, які свідчать про те, що існує односпрямованість змін концентрації глутамату і цГМФ, та гліцину і цАМФ; висловлено припущення, що глутамінова кислота опосереднює свою дію через цГМФ, а гліцин - через цАМФ, особливо в лімбічних структурах головного мозку.

Встановлено, що зниження порогів виникнення судомних реакцій у високозбудливих тварин як у лімбічних, так і у структурах стовбуру головного мозку пов'язане з підвищеною концентрацією збуджуючих і зниженою - гальмівних амінокислот.

Вперше з застосуванням комплексного підходу вивчена роль окремих амінокислот, які приймають участь у системі детермінації рівня збудливості головного мозку. Зроблено висновок, що функціональний стан системи медіаторних амінокислот може бути ланкою у загальному ланцюгу факторів, які визначають формування підвищеної судомної готовності головного мозку.

Практичне значення одержаних результатів. Виявлені у результаті дослідження порушення синергізму дії збудливих та гальмівних амінокислот у структурах головного мозку щурів з різним ступенем судомної готовності можуть бути використані для подальших експериментальних та клінічних досліджень з метою розробки адекватних, патогенетично зумовлених методів лікування хвороб головного мозку, зокрема, епілепсії.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно провів патентно-інформаційний пошук, аналіз наукової літератури по даній проблемі. Дисертант самостійно виконав увесь обсяг експериментальної роботи; статистичну обробку та аналіз результатів дослідження. Частина досліджень, які стосуються вивчення циклічних нуклеотидів, проведена разом з М'ясоєдовим В.В., що відображено у спільній публікації. Інтерпретація результатів проведена за участю наукового керівника. Написання дисертації самостійне.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження та основні положення дисертації доповідались і обговорювались на науковій сесії молодих вчених ХМІ (Харків, 1991); на симпозиумі "Біохімія стресу та шляхи підвищення ефективності лікування хвороб стресорної природи" (Запоріжжя, 1992); на конференції, присвяченій 190-річниці заснування Харківського державного медичного університету (Харків, 1995); на УІІ Українському біохімічному з'їзді (Київ, 1997).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 11 наукових робіт ( 6 статей, в тому числі 4 - в фахових виданнях, та 5 тез доповідей).

2. Матеріали та методи дослідження

Дослідження виконано на 770 самцях щурів популяції Вістар масою 180-220 г. Тварин було поділено на дві групи: низькозбудливих та високозбудливих, в залежності від реакції на аудіогенний подразник - електричний дзвоник силою 96 дБ протягом 120 секунд. Кількісний характер аудіогенних судомних реакцій визначали по шкалі балової оцінки [Крушинський Л.В., 1960; Елкин В.І., 1971]. Тварин забивали декапітацією через два тижні після тесту.

Для проведення біохімічних досліджень на льоду згідно з атласом головного мозку щура [De Groot J., 1959] вилучали такі структури; 1) неокортекс (Neocort.); 2) мигдалевидний комплекс (Am); 3) гіпокамп дорзальний (HD); 4) гіпокамп вентральний (HV); 5) латеральний гіпоталамус (AHL); 6) вентро-медіальний гіпоталамус (HVM); 7) область прозорої перетинки (Sept.); 8) область чорної субстанції (SN); 9) область блакитнуватої плями (LC); 10) область ядер шва (МК.); 11) область мезенцефалічної ретикулярної формації (MRF); 12) мозочок (Cerbel.).

Концентрацію медіаторних амінокислот ( глутамінової та аспарагінової кислот, гліцину та таурину) визначали в структурах головного мозку методом рідинної хроматографії на автоматичному аналізаторі амінокислот типу ААА-339 (Чехословаччина).

Концентрацію циклічних нуклеотидів (цАМФ, цГМФ) визначали в структурах головного мозку досліджуваних груп щурів загальноприйнятим методом конкурентного радіоізотопного зв'язування, використовуючи стандартні набори фірми "Amersham", Англія.

Пороги виникнення судомних реакцій вивчали шляхом електричного подразнення структур головного мозку у тварин з низьким та високим ступенем аудіогенної збудливості. Вживляння електродів виконували з використанням стандартного стереотаксичного методу [Буреш., 1962].

Математичну обробку отриманих результатів виконували з використанням загальновідомих в медико-біологічних дослідженнях методів математичної статистики [ Славін М.Б., 1989]. Порівняння одержаних результатів проведено непараметричними методами, виходячи з малих об'ємів вибірки з використанням критерію Манна-Уітні (випадок незалежних вибірок). З метою оцінки взаємозв'язків між контрольованими біохімічними параметрами був застосований метод кореляційного аналізу [Іванов Ю.І., Погорелюк 0.1. ,1990].

3. Результати власних досліджень та їх обговорення

Для визначення участі медіаторних амінокислот ( як збуджуючих, на прикладі глутамінової та аспарагінової кислот, так і гальмівних, на прикладі гліцину і таурину) в генезі судомної готовності вважали необхідним визначення їх вмісту, їх взаємовідносин та злагодженості дії з "другорядними посередниками" - циклічними нуклеотидами, їх можливої участі у формуванні порогів появи судомної активності структур головною мозку щурів з низьким та високим рівнем аудіогенної збудливості.

Найбільш високі пороги появи судомних реакцій у тварин обох груп виявлені в ядрах шва та блакитнуватій плямі; найнижчі - в мигдалевидному комплексі та чорній субстанції (табл.1). Виявлено зниження порогів виникнення судомних реакцій в лімбічних структурах головного мозку високозбудливих тварин, крім вентрального гшокампу, де він був підвищений на 6%. В структурах стовбуру головного мозку високозбудливих щурів пороги появи судомних реакцій були нижчими на 15-22% відносно групи низькозбудливих тварин.

Таблиця 1 Пороги появи судомних реакцій в структурах головного мозку щурів з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") рівнем аудіогенної збудливості (М±m, x10-4а)

Структури мозку

п

група"Н"

п

група "В"

Am

12

3,91±0,23

12

3,61 ±0,20

HD

8

6,42±0,80

8

5,59±0,16*

HV

8

5,90±0,39

8

6,30±0,26

HVM

10

8,б0±0,82

8

7,44+0,57

AHL

10

8,98±0,49

8

7,61±0,27*

SN

8

4,78±0,09

6

3,76±0,09*

LC

6

10,20±0,32

6

8,73±0,52*

NR

7

10,86±0,89

6

9,04±0,13*

Примітка: *- достовірність різниці між "H" та "В" при Р<0,05.

Таким чином, в структурах мозку високозбудливих щурів, де розташовані основні моноамінергічні нейрони (чорна субстанція, блакитнувата пляма та ядра шва), пороги появи судомної активності знижені. Можливо, що це зумовлено високим рівнем функціональної активності цих структур головного мозку, яку забезпечують не тільки такі медіатори ЦНС, як моноаміни, а й медіаторні амінокислоти.

При аналізі концентрації гліцину в структурах головного мозку щурів обох груп (табл.2) було встановлено, що його концентрація вище в структурах стовбура відносно лімбічних структур, що підтверджує гіпотезу Ф.Хухо (1990), про те, що гліцин виконує роль основного гальмівного медіатора стовбура головного мозку.

Таблиця 2 Вміст гальмівних амінокислот (мкмоль/г) в структурах головного мозку щурів з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") рівнем аудіогенної збудливості (М±m, п=10)

Структури мозку

ГЛІЦИН

ТАУРИН

Група "Н"

група"В"

група"Н"

Група "В"

Neocortex

1,35±0,04

1,36±0,05

3,63±0,01

2,56±0,02*

Am

1,14±0,01

1,26±0,01*

5,59±0,22

2,38±0,08*

HD

0,91 ±0,06

0,80+0,03*

2,18±0,07

2,51±0,13

HV

0,84±0,01

0,77+0,01*

1,79±0,06

2,08±0,07*

HVM

2,96±0,12

2,77±0,03

3,46±0,01

2,53±0,02*

AHL

1,83±0,02

2,28±0,06*

2,51 ±0,01

2,14±0,03

Sept.

1,21±0,02

1,36±0,03*

3,78±0,07

2,83±0,17*

SN

1,59±0,02

1,24±0,09*

1,55±0,02

0,62±0,01*

LC

12,24±0,08

7,19±0,38*

6,71±0,55

4,85±0,44*

NR

9,52±0,23

7,31±0,09*

5,43±0,33

6,45±0,21*

MRF

3,91±0,30

2,56±0,04*

2,29±0,03

2,б3±0,05*

Cerebel.

2,65±0,02

1,66±0,02*

3,15±0,04

4,65±0,07*

Примітка: * - достовірність різниці між групами "П" і "В" при Р<0,05.

Разом з тим, рівень вмісту гліцину в структурах стовбура високозбудливих тварин нижчий на 22-42%, ніж у низькозбудливих. Враховуючи літературні дані про інгібіторну роль гліцину в таких структурах як блакитнувата пляма та ядра шва, а також, що саме в цих структурах локалізована більша частина гліцинових рецепторів та виявлений його високоафінний захват [ Johnston J., Iversen L., 1971], можна припустити, що зниження рівня вмісту гліцину сприяє розвитку процесу збудливості в головному мозку цих тварин. Таким чином, гліцин приймає безпосередню участь в генезі судомної готовності головного мозку.

У високозбудливих тварин при аналізі рівня вмісту таурину (табл.2) в структурах лімбічної системи був нижчим на 15-60%, ніж у відповідних структурах низькозбудливих щурів. Та ж тенденція виявлена і в структурах стовбура головного мозку. Відомо, що таурин, інгібуючи накопичення та приплив іонів кальцію, стабілізує збудливість клітинної мембрани [Литвинов В.Б., 1992], тому зниження рівня вмісту таурину може викликати підвищення спонтанної фізіологічної активності. Можливо, у зв'язку з тим, що таурин сприяє процесу перетворення глутамату у глутамін, він тим самим знижує рівень вмісту збуджуючого медіатору.

Враховуючи вищесказане, можна прийти висновку, що зниження рівня вмісту таурину може привести до переважання процесу збудження над гальмуванням в ЦНС і сприяти розвитку судомних процесів у головному мозку,

При вивченні вмісту аспарагінової кислоти в структурах головного мозку щурів обох груп, ми одержали дані (табл. 3), які свідчать про те, що мозок високозбудливих тварин відрізняється від мозку низькозбудливих нижчим рівнем вмісту аспарагінової кислоти, за винятком вентро-медіального гіпоталамуса та мозочка. Це явище у високозбудливих тварин можна пояснити порушенням процесів метаболізму в розвитку гіперзбудливості головного мозку.

Можливо, що ця амінокислота може використовуватись або на підтримку підвищених енергетичних витрат, характерних для процесів збудження, або в процесах обміну білків.

Таблиця 3 Вміст збуджуючих амінокислот (мкмоль/г) в структурах головного мозку щурів з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") рівнем аудіогенпої збудливості (М±m, п=10)

Структури мозку

ГЛУТАМІНОВА КИСЛОТА

АСПАРАГІНОВА КИСЛОТА

Група "Н"

група ^'В"

група "Н"

група"В"

Neocortex

7,83±0,30

8,15±0,14

5,56±0,03

4,14±0,14*

Am

7.74+0,14

7,26±0,68

3,86+0,23

2,69±0,19*

HD

4,99±0,17

5,71+0,16*

2,98±0,15

1,61+0,15*

HV

5,74+0,31

6,02±0,32

3,45+0,14

1,47±0,06*

HVM

7,85+0,25

8,60±0,12*

5.61±0,45

5,89+0,02

AHL

5,06±0,03

б,07±0,10*

5,86±0,03

5,47+0,26*

Sept.

6.71±0,45

3,38±0.0б*

4,11±0.18

2.21+0,02*

SN

4,14±0,24

2,73+0,05*

3,66±0,07

2,59±0,10*

LC

15.71 ±0,29

7.36±0,22*

21л)8ї0,40

12,26з:1,20*

NR

9.24±0,32

10,24±0,06

18,13±0.39

16,44+0,78

MRF

4,29±0,16

3.07±0,07*

7,08±0,21

7,02+0,22

Cerebel.

6,12±0,06

7,65±0,11*

3,17±0,05

3,62+0,03

Рівень вмісту глутамінової кислоти в більшості вивчаємих структур головного мозку (табл.З) вищий в групі високозбудливих щурів, ніж у групі низькозбудливих. Враховуючи те, що глутаматні рецептори знижують поріг появи судомної активності, одержані нами результати дозволяють припустити, що глутамінова кислота відіграє суттєву роль в процесі формування судомної готовності.

При аналізі співвідношень збуджуючих та гальмівних амінокислот в структурах головного мозку щурів обох груп встановлено, що у високозбудливих тварин в неокортексі, мигдалевидному комплексі, вентро-медіальному гіпоталамусі, мозочку, чорній субстанції і ядрах шва коефіцієнт співвідношення збуджуючих амінокислот до гальмівних вищий, ніж у низькозбудливих.

Для виявлення більш поглиблених співвідношень медіаторних амінокислот у процесі розвитку судомної активності нами був проведений кореляційний аналіз. За його допомогою виявлено, що в лімбічних структурах головного мозку високозбудливих щурів аспарагінова та глутамінова кислоти, таурин та гліцин перебувають у прямій кореляційній залежності між собою в усіх структурах, крім вентрального гіпокампу. В мигдалевидному комплексі слід відзначити високі позитивні коефіцієнти кореляції між глутаміновою та аспарагіновою кислотою, а також між глутаміновою кислотою і гальмівними амінокислотами. При цьому виявлений негативний кореляційний зв'язок між аспартатом та гальмівними амінокислотами.

Таким чином, як показали одержані нами дані, збуджуюча дія аспарагінової кислоти не компенсується гальмівною дією таурину та гліцину, що може бути однією з причин зниження порогу виникнення судомної активності мигдалевидного комплексу.

В той же час, в структурах стовбура головного мозку виявлена така ситуація, коли недостатність гальмівних амінокислот може призвести до зниження порогів виникнення судомної активності головного мозку у високозбудливих тварин. Було цікаво вивчити роль циклічних нуклеотидів (цАМФ і цГМФ) як "другорядних посередників" вивчаємих медіаторів.

Як показали результати наших досліджень (табл.4). рівні вмісту цГМФ були вищими у високозбудливих щурів, відносно низькозбудливих. Так, вміст цГМФ у блакитнуватій плямі та чорній субстанції був підвищений на 253% та 243% відповідно, в прозорій перетинці - на 172%, у дорзальному гіпокампі - на 83%.

Співвідношення концентрацій цАМФ та цГМФ в значній мірі зумовлює функціональний стан систем регуляції в організмі. Найбільша різниця значень коефіцієнту співвідношення цАМФ/цГМФ між двома групами щурів виявлена в структурах, які в значній мірі відповідають за розвиток реакцій, які сприяють формуванню осередку підвищеної збудливості головного мозку - у гіпокампі, мигдалевидному комплексі та вентро-медіальному гіпоталамусі. Виявлена значна різниця у значеннях коефіцієнту цАМФ/цГМФ у головних норадреналінта серотонінергічних структурах мозку - блакитнуватій плямі, чорній субстанції та ядрах шва.

Таблиця 4 Вміст циклічних пуклеотидів (цАМФ, цГМФ) в структурах мозку щурів з низьким (гр.'H") та високим (гр."В") рівнем аудіогенної збудливості ( М±m, нмоль/г тканини, n=6)

Структури мозку

цАМФ

цГМФ

група "Н"

Група "В"

група"Н"

група "В"

Neocortex

0,45±0,02

0,50±0,013

0,048±0,003

0,049±0,003

Am

0,40±0,01

0,45±0,004

0.034+0,001

0,055±0,003*

HD

0,37±0,016

0,35±0,011

0,042±0,002

0,077+0,002

HV

0,42±0,006

0,31+0,017*

0,025±0,001

0,010±0,ООҐ

HVM

0,62±0,028

0,59±0,025

0,032+0,001

0,052±0,006*

AHL

0,74±0,03

0,83±0,017*

0,044±0,003

0,055±0,003

Sept.

0,52+0,008

0,43±0,075*

0,030±0,002

0,082±0,003*

SN

0„21±0,018

0,28±0,034

0,022±0,001

0,075+0,003*

LC

0.43±0,026

0.44±0,019

0,03310,004

0,118±0,010*

NR

0,53±0,013

0,55±0,ОП

0,037±0,003

0,051+0,004*

MRF

0,39±0,012

0.38±0,008

0,023±0,001

0,020±0,002

Примітка; * - достовірність різниці між групами "Н" і "В" при Р<0,05.

Одержані дані можуть свідчити про те, що значне зниження концентрації циклічних нуклеотидів у тварин з підвищеним рівнем аудіогенної збудливості головного мозку може бути пов'язане з інтенсивною дією (зміною концентрації) медіаторів, в тому числі і амінокислот, які опосереднюють свою дію через систему цАМФ та цГМФ зміною конформації або підвищенням спорідненості рецепторів, які взаємодіють з цими медіаторами [Сергієнко М.Г.,1984].

В результаті проведеного порівняльного аналізу концентрації медіаторних амінокислот і циклічних нуклеотидів виявлена однонаправленість зміни концентрації глутамінової кислоти і цГМФ, та гліцину і цАМФ. Так, мозок високозбудливих тварин характеризується вищим вмістом глутамінової кислоти і цГМФ в неокортексі, дорзальному гіпокампі, гіпоталамусі та ядрах шва, і одночасно - нижчим рівнем вмісту гліцину і цАМФ у гіпокампі, вентро-медіальному гіпоталамусі та структурах стовбура головного мозку.

Було цікаво розглянути можливі співвідношення порогів появи судомної активності і рівнів вмісту медіаторних амінокислот у відповідних структурах головного мозку щурів з низьким та високим рівнем аудіогенної збудливості. Виявлено, що в дорзальному гіпокампі, латеральному та вентро-медіальному гіпоталамусі та ядрах шва зниження порогів появи судомної активності пов'язане із підвищенням рівня вмісту глутамінової кислоти. Це свідчить про те, що пороги виникнення судомних реакцій у високозбудливих тварин як в лімбічних структурах, так і в структурах стовбура головного мозку пропорційно залежать від підвищення або зниження рівня вмісту глутамінової кислоти в цих структурах. В інших структурах стовбура головного мозку високозбудливих тварин як пороги появи судомної активності, так і рівні вмісту медіаторних амінокислот мають тенденцію до зниження в порівнянні з низькозбудливими щурами.

Таким чином, стає очевидним, що підвищений рівень вмісту збуджуючих амінокислот та одночасно недостатній - гальмівних є однією з причин формування судомної готовності головного мозку.

гліцин нуклеотид судомний мозок

Висновки

1.Відмінності у вмісті нейроактивних амінокислот в структурах головного мозку щурів з різним рівнем аудіогенної збудливості свідчать про наявність якісно нових співвідношень цих амінокислот в мозку щурів з високим ступенем збудливості та формуванню нової системи нейрохімічного забезпечення нервових процесів.

2.Перевага збуджуючих амінокислот над гальмівними у більшості вивчених структур головного мозку високозбудливих тварин, є одним із факторів формування судомної активності головного мозку.

3. В структурах локалізації основних моноамінергічних нейронів головного мозку ( чорній субстанції, блакитнуватій плямі, ядрах шва) пороги виникнення судомних реакцій у високозбудливих тварин нижчі, ніж у низькозбудливих. Це пов'язано із зниженням в цих структурах гальмівних ефектів, які реалізуються при участі медіаторних амінокислот.

4. Пороги виникнення судомних реакцій у високозбудливих тварин як у лімбічних структурах, так і в структурах стовбуру головного мозку пов'язані з рівнем вмісту глутамінової кислоти у цих утвореннях. Збільшення концентрації глутамінової кислоти - один із факторів формування підвищеної збудливості головного мозку.

5. Коефіцієнт співвідношення цАМФ/цГМФ у більшості вивчаємих структур головної о мозку (гіпокамп, мигдал. комплекс, вентро-мед. гіпоталамус, блакитна пляма, чорна субстанція, ядра шва) у високозбудливих тварин нижчий, ніж у низькозбудливих, що пов'язано з інтенсивним впливом (зміною концентрації) медіаторів, у тому числі вивчаємих амінокислот.

6. Встановлена залежність між концентрацією глутамінової кислоти та цГМФ, гліцина та цАМФ. Це може свідчити про те, що гліцин опосереднює свою дію через активацію цАМФ, а глутамінова кислота - через цГМФ,

7. Мозок високозбудливих тварин характеризується підвищеним вмістом глутамінової кислоти та цГМФ і зниженим - гліцина, таурина та цАМФ. Підвищений рівень вмісту збуджуючих месенджерів та одночасно знижений -гальмівних, с однією із умов формування судомної активності головного мозку.

Список праць, що відображають основні положення дисертації

1. Якименко Т.И. Соотношение возбуждающих и тормозных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости // Український вісник психоневрології. - Харків. -1998. -Т.6 .-Вип. 3(18).-С. 75-76.

2. Якименко Т.И. Медиаторные аминокислоты и пороги возникновения судорожних реакций у крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости // Експериментальна і клінічна медицина. - 1999. - Т.2. - №1. - С. 75-78.

3. Якименко Т.И., Мясоедов В.В. Нейроактивные аминокислоты й циклические нуклеотидн в генезе потенциальной судорожной готовности у крыс //' Вестник проблем биологии и медицины. -1999. - №6. -С. 47-50.

4. Якименко Т.И. Взаимосвязь содержания медиаторных аминокислот в структурах мозга с уровнем судорожной готовности у крыс //Нейрофизиология. -1999. -Т.31.-№6.-С. 425-428.

5. Якименко Т.И., Сергиенко Н.Г. Содержание глицина в структурах головного мозга крыс с различным уровнем аудиогенной возбудимости // Профилактическая токсикология ксенобиотиков: Сб. науч. тр. /ХМИ/ -Харьков, 1992. -С.56-57.

6. Сергиенко Н.Г., Якименко Т.И. Содержание нейроактивных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости //Биологически активные вещества и регуляция функций организма: Сб. научн. тр. ХМИ - Харьков, 1992. - С. 18-22.

7. Якименко Т.И. Содержание нейроактивных аминокислот в структурах ствола головного мозга крыс с различным уровнем аудиогенной возбудимости // Актуальные проблемы совр. медицинн. Тез. докл. научной сессии ХМИ 12-14.УІ.1991. -Харьков. 1992. -С.123.

8. Сергиенко Н.Г., Якименко Т.И. Содержание нейроактивных аминокислот и электрографически тестируемая судорожная готовность структур головного мозга крыс с различными уровнями аудиогенной возбудимости // Тез. науч. симп. - "Биохимия стресса и пути повышения эффективности лечения заболеваний стрессорной природи." -Запорожье. -1993. -

9. Якименко Т.І. Роль таурину у формуванні процесу підвищеної збудливості головного мозку // 36. Актуальні проблеми сучасної медицини. Тез. доповідей конференції, присвяченої 190-річчю заснування ХДМУ. -Харків. -1995.-С. 51-52.

10. Якименко Т.І. Нейроактивні амінокислоти у структурах головного мозку тварин з різним рівнем аудіогенної збудливості //Праці УЇІ Укр. біохім. з'їзду. - Ч.Ш. - Київ. -1997. - С. 102.

11. Сергієнко М.Г., Якименко Т.І. Гліцин, таурин та пороги судомної готовності структур головного мозку щурів // Праці VII Укр. біохім. з'їзду. -Ч.ІІІ. - Київ. - 1997. - С. 73-74.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Функціонально-структурна характеристика спинного мозку. Значення нейронних елементів спинного мозку. Розподіл аферентних та еферентних волокон на периферії. Функції спинного мозку. Механізми розвитку міотатичних рефлексів. Складові частини стовбура мозку.

    презентация [559,8 K], добавлен 17.12.2014

  • Накопичення продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків. Ефективність функціонування ферментів першої лінії антиоксидантного захисту. Вільнорадикальні процеси в мозку при експериментальному гіпотиреозі в щурів при фізичному навантаженні.

    автореферат [84,7 K], добавлен 20.02.2009

  • Характеристика компонентів адгезивної міжклітинної комунікації олігодендроцитів та нейронів. Класифікація неоплазій, що виникають у головному мозку ссавців. Патологія міжклітинних контактів гліоцитів і нейронів при дисембріогенетичних новоутвореннях.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 31.01.2015

  • Мієлінізація протягом постнатального розвитку гризунів. Вплив ішемії мозку на експресію основного білка мієліну. Дегенерація олігодендроцитів та їх відновлення після фокальної ішемії мозку. Структура та функції мієліну. Непрямий імуноферментний аналіз.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 08.02.2016

  • Дослідження штамів мікроорганізмів. Використання мутантів мікроорганізмів. Промисловий синтез амінокислот. Мікробіологічний синтез глутамінової кислоти, лізину, метіоніну, треонина, ізолейцину та триптофану. Ход реакцій і блокуванням етапів синтезу.

    реферат [34,9 K], добавлен 25.08.2010

  • Головний мозок як складний біологічне пристрій, принципи передачі даних по нервах та від одного нейрона до іншого. Можливості мозку щодо сприйняття і зберігання необмеженої кількості інформації. Мнемоніка як сукупність різних прийомів запам'ятовування.

    презентация [1005,6 K], добавлен 23.09.2015

  • Ступені організації тварин. Амеба і людиноподібна мавпа як антиподи тваринного світу. Вища організація нервової системи у тварин. Приручення дельфінів, спостереження за поведінкою. Експерименти над восьминогами, значення розвитку головного мозку в комах.

    реферат [4,7 M], добавлен 15.04.2010

  • Вплив попереднього періодичного помірного загального охолодження щурів-самців у віці 3 та 6 місяців на формування та наслідки емоційно-больового стресу при визначенні функціонального стану церебральних механізмів регуляції загальної активності.

    автореферат [58,6 K], добавлен 12.02.2014

  • Вільні амінокислоти у регуляторних і адаптаційних процесах організму. Надходження важких металів і кадмію та пошкодження макромолекул та надмолекулярних компонентів клітини. Вплив кадмію сульфату на азотний і вуглеводний обмін в організмі щурів.

    автореферат [46,9 K], добавлен 09.03.2009

  • Клас хребетних тварин. Костисті риби як найбільш пристосовані до проживання у водному середовищі хребетні. Довжина тіла риб. Розміри головного мозку по відношенню до величини тіла. Статева система, запліднення ікри, швидкість росту і тривалість життя риб.

    реферат [1,4 M], добавлен 10.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.